Класс Насекомые (Insecta)

Объединяет трахейнодышащих членистоногих с тремя парами ходильных ног. Тело состоит из головы, груди и брюшка. Единственная группа беспозвоночных животных, приобретшая способность к полету. В видовом отношении — самый многочисленный класс животных на Земле.

Сегменты головы слиты вместе. Сверху и с боков голова одета хитиновой капсулой. С помощью шейки (тонкой перетяжки) голова, как правило, подвижно соединена с грудью. По бокам головы расположены два сложных глаза, между которыми могут находиться простые глазки. На голове имеется одна пара усиков, или сяжков. Усики членистые, различаются по длине и форме. На усиках находятся осязательные рецепторы и рецепторы химического восприятия.

Рот расположен с брюшной стороны головы и окружен видоизмененными конечностями, образующими ротовой аппарат. В зависимости от характера пищи и способов питания ротовые аппараты разных насекомых сильно отличаются друг от друга. Однако в основе их организации лежит общий план строения, который можно проследить на примере ротового аппарата грызущего типа. Грызущий ротовой аппарат характерен для жуков, тараканов, кузнечиков, гусениц бабочек и т. д. и образован из следующих частей: 1 — верхняя губа, 2 — верхняя челюсть, 3 — нижняя челюсть, 4 — нижняя губа. К ротовому аппарату относится также язык — хитиновое выпячивание дна ротовой полости. У бабочек ротовой аппарат сосущего типа, у комаров — колюще-сосущего, у пчел, шмелей — лакающего типа, у мух — лижущего.

Грудь образована из трех сегментов, которые соответственно называются передне-, средне- и заднегрудью. К сегментам груди причленяются ходильные ноги. Нога состоит из ряда члеников, число которых одинаково у всех насекомых. В зависимости от способов движения конечности могут сильно видоизменяться. У тараканов, жуков ноги бегательного типа; у кузнечиков, блох — прыгательного типа. Водные насекомые — плавунец — имеют конечности плавательного типа. У медведки, которая обитает в почве, конечности копательного типа.

На спинной стороне второго и третьего грудных сегментов находятся крылья. Крылья — это двуслойные складки стенки тела. В крыле проходят трахеи и нервы. Там, где они залегают, образуются утолщения — жилки. Расположение жилок строго видоспецифично. Степень развития крыльев в разных группах насекомых различна. Приблизительно одинаково развитые обе пары крыльев имеют примитивные насекомые, например стрекозы. У жуков, тараканов первая пара крыльев превращается в жесткие надкрылья, а настоящими крыльями являются только крылья второй пары. У двукрылых (мухи, комары) развита только передняя пара крыльев, а задняя редуцирована и превращена в жужжальца — органы стабилизации при полете. Среди насекомых есть первично бескрылые виды, которые относятся к древним, примитивным группам. Могут быть вторично бескрылые насекомые, утратившие крылья в связи с особенностями образа жизни, например блохи, вши и т. д.

Брюшко состоит из разного числа сегментов. У примитивных насекомых в состав брюшка входят 11 сегментов и тельсон. В других группах наблюдается редукция одного или нескольких сегментов, так что их число в брюшке сокращается до 4-5. На брюшке конечностей нет, но могут присутствовать их рудименты: грифельки (служат для движения), церки, яйцеклады.

Кутикула насекомых несет дополнительный липопротеиновый слой, уменьшающий испарение воды. На поверхности кутикулы расположены подвижные волоски, чешуйки, щетинки. В гиподерме образуются железы различного назначения: ядовитые, вонючие, линочные, восковые.

Мышцы поперечнополосатые, мышечная система сложного строения. Отдельные мускульные пучки прикрепляются к склеритам скелета — хитиновым участкам кутикулы.

Рот ведет в ротовую полость, куда впадают протоки нескольких пар слюнных желез. Ротовая полость переходит в глотку, за которой следует пищевод, расширяющийся в зоб. Желудок мускулистый, четко отграничен от пищевода. Вышеперечисленные отделы образуют переднюю кишку. Средняя кишка обычно короткая, в ней происходит переваривание и всасывание пищи. Задняя кишка — длинная, в ней формируются каловые массы и идет обратное всасывание воды. Печень у насекомых отсутствует.

Органы выделения — мальпигиевы сосуды, расположены в месте перехода средней кишки в заднюю, имеют эктодермальное происхождение. В выделении принимает участие жировое тело, функционирующее по типу почки накопления. Кроме того, в жировом теле откладываются жировые питательные вещества. Благодаря этому насекомые могут долго голодать. Жировое тело также служит источником метаболической воды. Органы свечения некоторых насекомых (жуков-светлячков) представляют собой видоизмененные участки жирового тела.

Организация нервной системы у насекомых соответствует общему плану строения нервной системы членистоногих. Головной мозг хорошо развит, подглоточный ганглий образуется за счет слияния нервных узлов сегментов головы. Максимального развития достигают ганглии грудных сегментов, поскольку они ин-нервируют конечности и крылья. Органы чувств сложны и многообразны, что связано с высоким уровнем организации и сложным поведением насекомых. Имеются органы осязания, обоняния, вкуса, зрения и слуха.

Дыхание только трахейное. Трахеи начинаются парными дыхательными отверстиями (стигмами), расположенными по бокам сегментов средне-, заднегруди и брюшка. Внутри тела насекомого трахеи ветвятся и оплетают все внутренние органы, доставляя кислород к месту потребления. Иногда расширения трахей формируют воздушные мешки (например, у водных насекомых) и служат резервуарами воздуха. У водных личинок насекомых (поденок, стрекоз) трахейная система замкнутая, то есть стигмы отсутствуют. Кислород из воды диффундирует в особые трахейные жабры — выросты тела, пронизанные трахеями. При метаморфозе трахейные жабры исчезают и открываются стигмы.

Кровеносная система развита относительно слабо. Сердце трубчатое, расположено в брюшке, его задний конец слепо замкнут. Полость в сердце поделена на камеры с парой остий в каждой. Гемолимфа обычно бесцветная, но может иметь красный цвет за счет растворенного в ней гемоглобина. В связи с развитием трахейной системы основная функция гемолимфы — распределение питательных веществ.

Насекомые раздельнополы, выражен половой диморфизм. Половые железы парные, половое отверстие одно, так как протоки половых желез сливаются. Оплодотворение внутреннее, у самцов может быть развит копулятивный орган. Самки имеют семяприемники, в которых сперма у некоторых видов длительное время сохраняет жизнеспособность (пчелы).

Развитие примитивных насекомых протекает без метаморфоза. У высокоорганизованных насекомых — развитие с метаморфозом или с превращением. По характеру превращения насекомые делятся на развивающихся с неполным превращением и на развивающихся с полным превращением. Неполное превращение характерно для стрекоз, тараканов, поденок, клопов, тлей и т. д. Процесс превращения протекает по схеме: яйцо — личинка — имаго (взрослое насекомое). Личинка, вылупившаяся из яйца, имеет сходство со взрослым-насекомым по ряду важнейших признаков. Они имеют общий план строения, один и тот же тип ротового аппарата, а следовательно, сходный спектр питания, обычно обитают в одинаковых экологических условиях. Личинки отличаются от имаго недоразвитием крыльев, неполным числом сегментов брюшка, отсутствием вторичных половых признаков, а иногда наличием чисто личиночных органов: «маски» личинок стрекозы, трахейных жабр и др. Переход во взрослое состояние совершается через ряд последовательных линек.

У насекомых, развивающихся с полным превращением, развитие протекает по схеме: яйцо — личинка — куколка — имаго. Личинки принципиально отличаются от взрослых насекомых по общему плану строения, как правило, имеют иной тип организации ротового аппарата и иной спектр питания. Имаго и личинки часто обитают в разных средах (комар и его водная личинка — гидробионт). Личинка после последней линьки переходит в состояние покоя — окукливается. Куколки бывают разных типов: подвижные (у комаров) и неподвижные (у мух). Под оболочкой куколки происходит разрушение личиночных тканей (гистолиз), из которых затем образуются имагинальные ткани и органы. Затем покровы куколки лопаются, и из нее выходит взрослое насекомое. С полным превращением развиваются бабочки, жуки, перепончатокрылые, двукрылые и т. д.

Помимо обоеполого размножения, многим насекомым свойствен партеногенез (тли, пчелы). Разновидностью партеногенеза является педогенез — образование у личинок неоплодотворенных яиц, из которых развивается новое поколение. В качестве примеров бесполого размножения можно рассматривать явление полиэмбрионии, свойственное наездникам.

Экологические группировки насекомых чрезвычайно разнообразны, как и разнообразна их роль в функционировании экосистем суши. Насекомые-опылители обеспечивают семенное размножение цветковых растений. Сапрофаги (детритофаги, копрофаги, некрофаги) ускоряют разложение органических остатков, тем самым обеспечивая круговорот веществ. Большую роль играют насекомые в почвообразовательных процессах. Основной тип питания насекомых — фитофагия (то есть питание растениями), в результате растениям как в природе, так и в сельском хозяйстве наносится существенный вред. Многие насекомые — эктопаразиты. При этом паразитировать могут взрослые особи (блохи, вши, комары, москиты и т. д.) или только личинки (оводы). Эктопаразиты являются переносчиками опасных заболеваний человека и животных. Так, вши переносят возвратный тиф, блохи — чуму, комары — малярию и т. д. Насекомые могут служить промежуточными хозяевами гельминтов или переносить их яйца (мухи). Синантропные насекомые — тараканы, постельный клоп и др. — поселяются в жилище человека. Тутовый шелкопряд и медоносная пчела — примеры одомашненных насекомых. Некоторых насекомых (ос, наездников и др.) используют в качестве биологических методов борьбы с вредителями сельскохозяйственных растений.

Подтип Трилобитообразные (Trilobitomorpha)